KR20230025058A - 중공축 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 중공축 모터는 원통 형상의 모터 하우징(11); 상기 모터 하우징(11)의 상부에 결합되는 하우징 커버 어셈블리(12); 상기 모터 하우징(11)의 내부에 위치하고 상기 하우징 커버 어셈블리(12)의 하부에 위치하는 스테이터 어셈블리(20); 상기 스테이터 어셈블리(20)의 내부에 위치하여 회전하는 로터 어셈블리(30); 상기 로터 어셈블리(30)와 결합되어 함께 회전하는 스크류 샤프트(10); 및 상기 스크류 사프트(10)에 결합되어 상부 및 하부로 이동하는 볼 너트(17);를 포함하여 이루어지고, 상기 하우징 커버 어셈블리(12)는 상기 스크류 샤프트(10)가 내부에 위치하도록 하부로 연장된 슬리브(124)를 구비한 하우징 커버(121)를 포함하며, 상기 슬리브(124)의 하단에는 내측으로 절곡되어 상부로 향하는 내측 상향 절곡부(124B)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

중공축 모터{Hollow Shaft Motor}
본 발명은 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 통합 브레이크 시스템에 사용되는 중공축 모터에 슬리브와 너트 사이의 댐핑 작용을 할 수 있는 구조를 적용함으로써 모터의 작동 신뢰성을 향상시킨 모터에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크 시스템은 브레이크에 작용하는 힘을 증폭시키기 위해 마스터 실린더에서 압력을 발생시켜 제동이 필요한 모듈에 압력을 제공한다. 이와 같이 마스터 실린더에 압력을 발생시키는 장치로 중공축 모터가 사용되고 있다. 이러한 중공축 모터는 속이 비어있는 샤프트, 즉 중공축을 모터의 원리에 의해 회전시키고, 중공축의 내부에 스크류를 적용하여 스크류의 회전 운동을 직선운동으로 변환하는 원리를 이용하고 있다. 스크류의 직선 운동은 피스톤을 작동시켜 마스터 실린더 내에 필요한 압력을 생성하거나 제거하는 작용을 한다.
최근 통합 전자 브레이크 시스템(IDB: Integrated Dynamic Brake)에는 이러한 중공축을 갖는 모터를 주로 사용하고 있다. 이와 같은 모터의 중공축은 중공축 내부에서 작동하는 스크류와 피스톤에 의해서 큰 압력을 발생시켜야 하기 때문에 중공축을 지지하는 베어링에는 상당한 축방향 하중이 작용한다. 따라서, 중공축의 회전을 지지하기 위하여 4점 접촉 볼베어링(four point contact ball bearing)을 적용하기도 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0001681호에서는 중공축과 모터 하우징을 프레스 가공에 의해 제조할 수 있는 구조의 모터에 대하여 개시하고 있다. 여기서, 모터 하우징의 하부 쪽은 닫혀진 구조이기 때문에 조립이 어렵고, 4점 접촉 볼베어링을 설치하기 어려운 단점이 있다.
일본 공개특허공보 제2000-65179호에서는 모터 하우징의 상부 및 하부에 각각 커버를 볼트에 의해 체결하는 구조에 대하여 보여주고 있다. 이러한 구조에 의하면 제조 공정이 늘어나고 모터 하우징과 커버 사이의 기밀성이 유지되기 어려운 단점이 있다대한민국 공개특허공보 제10-2017-0006535호에서는 모터 하우징의 하부 쪽을 개방시켜 별도의 커버를 조립하는 구조에 대하여 제시하고 있으며, 모터 하우징은 딥 드로잉과 같은 프레스 가공에 의해 제조되는 기술에 대하여 제시하고 있다. 이러한 구조에 의하면, 중공축을 지지하는 베어링을 지지하기 위해 모터 하우징의 하부 쪽에 별도의 커버를 조립하여 중공축에 걸리는 하중을 지지할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 조립성과 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0126804호에서는 모터 축이 회전할 때 피스톤이 상하로 작동하도록 하되 피스톤은 가이드 부재에 의해 프레임 내벽에 가이드되어 상하로 작동하도록 하고 있다. 이러한 구조에 의하면 피스톤의 말단의 가이드 부재가 프레임이나 로터 내측벽에 충격을 가하게 되거나 끼임 현상이 발생할 수 있고 또한 그리스가 개방된 프레임 측으로 누출될 수 있다.
한편, 대한민국 등록특허공보 제10-0491695호에서는 모터의 코일을 각 상별로 결선하기 위한 버스바에 외부 전원을 연결하기 위한 접속단자를 용접에 의해 결합시키는 구조에 대하여 개시하고 있다. 이와 같이 용접에 의해 버스바에 접속단자를 결합시키는 경우 용접에 의한 접촉불량에 의해 전기적 접속의 신뢰성이 저하되고, 용접에 따른 제조 비용이 증가하며 용접 이후에 버스바를 도금하더라도 후도금 공정을 거치기 때문에 도금 비용이 증가하는 문제점이 있다.
미국특허 제8,878,407호에서는 전원 터미널이 버스바의 상부로 돌출되도록 일체로 형성하고, 돌출된 전원 터미널을 구부려 외부 전원과 접속하는 구성에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 전원 터미널이 버스바의 상부로 돌출된 형상이므로 버스바를 모재로부터 프레스 가공에 의해 타발하는 경우 L자 형상을 갖기 때문에, 모재에서 버려지는 스크랩이 많이 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 피스톤의 상하 작동을 위해 볼 스크류 샤프트에 결합되어 상하로 이동하는 너트가 슬리브에 충격을 가하거나 끼워지는 현상을 방지하고 그리스가 누출되는 것을 방지할 수 있는 새로운 구조의 중공축 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 버스바를 L자 형상이 아닌 일자 형상으로 제조하고 버스바 터미널을 상부 쪽으로 돌출되도록 접어서 형성할 수 있는 새로운 구조의 중공축 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 중공축과 모터 하우징을 프레스 가공에 의하여 생산이 가능하도록 함으로써 제조 비용을 낮추고 조립성 및 생산성을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 중공축 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하우징 커버의 새로운 구조를 적용함으로써 베어링이 보다 안정적으로 결합되고 브레이크 시스템에 결합될 때 중심 위치를 정확하게 정렬할 수 있는 새로운 구조의 중공축 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 중공축 모터는
원통 형상의 모터 하우징(11);
상기 모터 하우징(11)의 상부에 결합되는 하우징 커버 어셈블리(12);
상기 모터 하우징(11)의 내부에 위치하고 상기 하우징 커버 어셈블리(12)의 하부에 위치하는 스테이터 어셈블리(20); 및
상기 스테이터 어셈블리(20)의 내부에 위치하여 회전하는 로터 어셈블리(30);
상기 로터 어셈블리(30)와 결합되어 함께 회전하는 스크류 샤프트(10);
상기 스크류 사프트(10)에 결합되어 상부 및 하부로 이동하는 볼 너트(17);
를 포함하여 이루어지고, 상기 하우징 커버 어셈블리(12)는 상기 스크류 샤프트(10)가 내부에 위치하도록 하부로 연장된 슬리브(124)를 구비한 하우징 커버(121)를 포함하며,
상기 슬리브(124)의 하단에는 내측으로 절곡되어 상부로 향하는 내측 상향 절곡부(124B)가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 볼 너트(17)의 외주면에는 외주 방향으로 돌출된 최소한 하나 이상의 돌출부(17A)가 형성되며,
상기 돌출부(17A)가 삽입되는 슬릿(18A)이 형성된 댐퍼(18)가 상기 볼 너트(17)에 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 하우징 커버(121)에는 복수 개의 버스바(123)를 인서트 사출 금형에서 일체로 성형한 프리 몰드(125)가 결합되고,
상기 프리 몰드(125)의 상부에는 복수 개의 결합 돌출부(125A)가 형성되어, 상기 하우징 커버(121)에 형성된 복수 개의 결합 구멍(121I)에 상기 결합 돌출부(125A)가 각각 결합되는 것이 좋다.
본 발명에서, 상기 하우징 커버(121)는 복수 개의 버스바(123)를 포함하고,
상기 버스바(123)는
원형으로 구부려 형성되는 버스바 본체(123-1);
상기 버스바 본체(123-1)에 형성되어 코일과 전기적으로 연결되기 위해 구부려지는 복수 개의 코일 결합부(123A);
상기 버스바 본체(123-1)의 일단에 형성되어 외부 전원과 전기적으로 연결되기 위한 버스바 터미널(123B); 및
상기 버스바 터미널(123B)을 버스바(123)의 상부로 돌출시키기 위해 절곡되는 부분인 제1 벤딩부(123C);
를 포함하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 버스바 터미널(123B)을 상기 버스바 본체(123-1)의 원형의 외측 부분으로 위치시키기 위해 구부려지는 부분인 제2 벤딩부(123D)가 상기 버스바 본체(123-1)에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 피스톤의 상하 작동을 위해 볼 스크류 샤프트에 결합되어 상하로 이동하는 너트가 슬리브에 충격을 가하거나 끼워지는 현상을 방지하고 그리스가 누출되는 것을 방지하고, 버스바를 L자 형상이 아닌 일자 형상으로 제조하고 버스바 터미널을 상부 쪽으로 돌출되도록 접어서 형성할 수 있어 제조 비용을 낮출 수 있는 발명의 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 모터의 중공축과 모터 하우징을 프레스 가공에 의하여 생산이 가능하도록 함으로써 제조 비용을 낮추고 조립성 및 생산성을 증대시키며, 브레이크 시스템에 결합될 때 중심 위치를 정확하게 정렬할 수 있는 새로운 구조의 중공축 모터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 중공축 모터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 중공축 모터를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 방향으로 절단하여 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 중공축 모터의 로터 어셈블리를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 중공축 모터의 하우징 커버 어셈블리를 분해하여 위로부터 바라본 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 중공축 모터의 하우징 커버 어셈블리를 분해하여 아래로부터 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 중공축 모터의 버스바를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 중공축 모터의 버스바를 펼쳐서 나타낸 사시도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 중공축 모터(100)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 중공축 모터(100)를 분해하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A' 방향으로 절단하여 바라본 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중공축 모터(100)는 스크류 샤프트(10), 모터 하우징(11), 모터 하우징(11) 내측에 결합되는 스테이터 어셈블리(20), 및 스테이터 어셈블리(20)의 내측에 위치하는 로터 어셈블리(30)를 포함하여 이루어진다.
스크류 샤프트(10)는 로터 어셈블리(30)와 함께 회전하도록 하단 부분이 중공축(31)과 결합되어 있다. 스크류 샤프트(10)의 외주면에는 볼 너트(17)가 결합되어, 볼 너트(17)는 스크류 샤프트(10)의 회전에 따라 상부 또는 하부로 이동되어 피스톤(도시되지 않음)에 압력을 발생시키거나 제거하는 역할을 한다.
모터 하우징(11)은 트랜스퍼 금형과 같은 프레스 가공 설비에 의해 연속적인 공정을 통해 제조가 가능하다. 모터 하우징(11)은 상부와 하부가 개방되어 있는 원통 형상의 몸체부(111)를 갖는다. 모터 하우징(11)의 상부 쪽으로 개방된 부분은 내부 공간부(112)이며, 이 내부 공간부 상부의 주위로 수평 방향으로 연장된 플랜지부(113)가 형성된다. 내부 공간부(112)에는 하우징 커버 어셈블리(12)가 내부 공간부(112)의 상부를 덮도록 결합된다. 플랜지부(113)는 브레이크 시스템의 블럭(도시되지 않음)과 결합된다.
몸체부(111)의 하부에는 중심쪽을 향해 연장되는 저면부(114)가 형성되는데 저면부(114)는 하부로 갈수록 수평 단면의 직경이 감소하는 형상을 가질 수 있다. 저면부(114)의 중심부에는 하부로 돌출된 하부 돌출부(115)가 형성된다. 하부 돌출부(115) 내측의 공간은 하부 베어링(14)이 결합되는 하부 베어링 결합부(116)를 이루게 된다. 하부 베어링 결합부(116)의 상단 부분은 저면부(114)와 하부 돌출부(115)가 연결되는 부분으로 굽힘 절곡부(117)를 이루고 있다. 즉, 굽힘 절곡부(117)는 저면부(114)의 중앙부분을 상부 방향으로 절곡시켜서 하부 돌출부(115)로 연결되도록 하는 형상을 가지는데, 굽힘 절곡부(117)는 하부 베어링(14)의 상부 외주면을 지지하는 형상을 가짐으로써, 하부 베어링(14)이 보다 견고하고 강도 높게 결합되도록 한다.
굽힘 절곡부(117)는 재료가 절곡되어 겹쳐진 구조를 가짐으로써 강도가 보강되기 때문에 하부 베어링(14)에 하중이 많이 걸리더라도 이를 지지하는데 도움이 된다. 하부 돌출부(115)의 내측면에는 하부 베어링(14)이 압입되어 결합되며, 하부 베어링(14)의 상부의 외주 부분은 굽힘 절곡부(117)에 지지된다. 굽힘 절곡부(117)는 바람직하게 저면부(114)보다 높은 위치 또는 같은 높이에서 내부로 절곡되어 연장된다. 이를 통해, 하부 베어링(14)의 안정적인 지지가 가능한 구조를 갖는다.
하부 베어링(14)의 하부의 외주 부분은 컬링부(115A)에 의하여 지지된다. 도 3과 같이 컬링부(115A)와 하부 베어링(14)의 하부의 외주 부분에 리어 커버(15)의 플랜지부(152)가 개재되어도 좋다. 이와 같은 컬링부(115A)는 하부 돌출부(115)의 하부 말단 부분을 프레스에 의한 컬링(curling) 가공을 하여 형성된다.
하우징 커버 어셈블리(12)는 플라스틱 몰드로 제작되는 하우징 커버(121)를 포함하며, 하우징 커버(121)는 바람직하게 압입링(122), 버스바(123) 및 슬리브(124)를 금형에 위치시킨 상태에서 인서트 사출 성형을 하여 플라스틱 몰드 재질로 형성한다. 따라서, 하우징 커버 어셈블리(12)는 하우징 커버(121), 압입링(122), 버스바(123) 및 슬리브(124)가 하나의 일체로 된 부재가 된다. 또한, 다른 실시예로 버스바(123)는 별도로 인서트 사출을 하여 프리 몰드(125)와 일체로 형성한 다음, 프리 몰드(125)를 하우징 커버(121)와 결합시켜도 좋다. 이러한 구조는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.
하우징 커버(121)는 중앙에 관통되는 구멍이 형성된 원형의 커버 본체(121A), 커버 본체(121A)의 외주면에 방사상으로 돌출되어 형성된 복수 개의 끼움 돌기(121B), 커버 본체(121A)의 중앙에 관통되도록 형성된 구멍인 중공부(121C) 및 커버 본체(121A)의 상부 일측에 상부로 돌출되어 형성된 터미널 커버(121D)를 포함한다. 끼움 돌기(121B)와 대응하는 모터 하우징(11)의 내부 공간부(112)의 상부 둘레에는 끼움 홈(112A)이 형성되어 있어, 끼움 돌기(121B)가 끼움 홈(112A)에 끼워져 결합되도록 하고 있다. 터미널 커버(121D)는 그 내부에 버스바 터미널(123B)를 포함하며, 버스바 터미널(123B)이 외부 전원과 연결될 수 있도록 한다. 슬리브(124)의 내측에는 중공축(31)과 스크류 샤프트(10)의 회전에 의해 상하로 이동하는 볼 너트(17)와 피스톤(도시되지 않음)이 위치한다.
상부 베어링(13)의 외륜은 하우징 커버(121)의 중공부(121C) 둘레에 결합되어 있는 압입링(122)의 내측에 압입되어 지지되어 결합된다. 상부 베어링(13)의 내륜은 중공축(31)의 상부에 형성된 상부 베어링 결합홈(312)에 지지되어, 중공축(31)의 회전을 지지한다. 슬리브(124)는 중공축(31) 내부의 공간에서 하부로 연장되어 있는데, 이러한 구조를 통해 중공축(31)과 슬리브(124)의 내측의 공간을 독립적으로 구분해주고 있다. 이를 통해, 상하 운동을 하는 피스톤(도시되지 않음)의 운동 공간을 독립적으로 확보할 수 있는 잇점이 있다.
하부 베어링(14)은 중공축(31)의 하단 부분에 형성된 하부 베어링 지지부(316)의 회전을 지지한다. 하부 베어링(14)은 모터 하우징(11)의 하단에 형성된 하부 베어링 결합부(116)에 결합된다.
리어 커버(15)는 도 3에서와 같이 모터 하우징(11)의 하부 돌출부(115)의 하부 내측에 결합되어 하부 돌출부(115)의 하부 쪽을 덮는다. 리어 커버(15)는 하부 돌출부(115)의 하단의 컬링부(115A)에 의해 하부 돌출부(115)와 결합되어 고정된다. 잠금 너트(16)는 스크류 샤프트(10)의 하단에 결합된다.
볼 너트(17)는 스크류 샤프트(10)에 상하로 이동 가능하도록 결합된다. 스크류 샤프트(10)가 회전하면 그 회전 방향에 따라 볼 너트(17)가 상부 또는 하부 방향으로 이동하는데 볼 너트(17)에 결합된 피스톤(도시되지 않음)도 함께 이동한다. 볼 너트(17)가 하사점에 위치할 때, 볼 너트(17)의 하단 부분이 슬리브(124)의 내측 하단 부분에 끼워지거나 충격을 받을 수 있다. 이러한 충격을 방지하기 위해 댐퍼(18)를 볼 너트(17)에 결합하여도 좋다. 볼 너트(17)의 외주면에는 외주 방향으로 돌출된 최소한 하나 이상의 돌출부(17A)가 형성되며, 돌출부(17A)가 삽입되는 슬릿(18A)이 댐퍼(18)에 형성될 수 있다.
스테이터 어셈블리(20)는 모터 하우징(11)의 몸체부(111) 내측에 압입되어 고정되는 스테이터 코어(21)와, 스테이터 코어(21)의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터(22) 및 하부에 결합되는 하부 인슐레이터(23)를 포함한다. 각 인슐레이터에는 코일(C)이 권선되고, 이 코일은 상부 인슐레이터(22)의 상부에 결합되어 위치하는 하우징 커버 어셈블리(12)의 버스바(123)에 전기적으로 연결된다. 버스바(123)는 버스바 터미널(123B)을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결된다. 버스바 터미널(123B)은 터미널 커버(121D)에 의해 둘러싸여 보호되고 있다.
하우징 커버(121)는 외주 부분이 모터 하우징(11)의 몸체부(111)의 상부 내측에 형성된 내부 공간부(112)의 상부 쪽에 압입되어 결합된다. 하우징 커버(121)의 더 자세한 구성은 이후 도 5 및 도 6을 참조하여 다시 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 중공축 모터(100)의 로터 어셈블리(30)를 분해하여 나타낸 사시도이다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 로터 어셈블리(30)는 스테이터 어셈블리(20)의 내측에 위치하여 회전한다. 이를 위해 로터 어셈블리(30)는 중공축(31)과, 중공축(31)의 외주에 결합된 로터 코어(32)와, 로터 코어(32)의 외주에 부착된 복수 개의 마그넷(33)과, 상기 마그넷(33)의 외주 부분에 결합되는 로터 캔(34)을 포함한다.
중공축(31)은 원통형의 중공축 하우징(311)을 갖는다. 중공축 하우징(311)의 외주면에는 로터 코어(32)가 결합된다. 로터 코어(32)의 외주면에는 복수 개의 마그넷(33)이 부착된다. 필요에 따라, 로터 코어(32)가 생략되고, 복수 개의 마그넷(33)이 중공축 하우징(311)의 외주면에 직접 부착될 수도 있다. 마그넷(33)의 외주면에는 로터 캔(34)이 압입되어 결합된다.
중공축 하우징(311)의 상부에는 중공축 하우징(311)의 지름보다 약간 작은 지름을 갖는 상부 베어링 결합홈(312)이 형성된다. 상부 베어링(13)의 내륜은 상부 베어링 결합홈(312)에 의해 그 회전이 지지된다. 상부 베어링 결합홈(312)의 상부에는 외측으로 절곡된 형상의 상부 단차부(313)를 가지며, 상부 베어링 결합홈(312)의 하부에는 하부 단차부(314)가 형성되어 있어 상부 베어링 결합홈(312)에 상부 베어링(13)의 내륜이 결합되기 위한 홈 형상을 갖도록 하고 있다. 상부 단차부(313)는 프레스 성형 과정에서 컬링 가공에 의해 형성될 수 있다.
중공축 하우징(311)의 하단 부분은 그 지름이 하부 베어링 지지부(316)의 지름으로 단계적으로 축소되도록 절곡되어 연결되는 부분인 축경부(315)가 형성된다. 축경부(315)로부터 돌출된 하부 베어링 지지부(316)는 하부 베어링(14)에 의하여 그 회전이 지지된다.
도 5는 본 발명에 따른 중공축 모터(100)의 하우징 커버 어셈블리(12)를 분해하여 위로부터 바라본 사시도이고, 도 6은 아래로부터 바라본 사시도이다.
도 5 및 도 6을 도 3과 함께 참조하면, 본 발명의 하우징 커버 어셈블리(12)는 하우징 커버(121), 압입링(122), 버스바(123), 슬리브(124) 및 프리 몰드(125)를 포함하여 이루어진다. 앞서 언급한 바와 같이, 하우징 커버(121)는 압입링(122) 및 슬리브(124)와 함께 인서트 사출에 의해 성형되기 때문에 도 5와 도 6에서와 같이 분해가 되지 않으나 여기서는 설명의 편의상 분해하여 도시하고 있다.
하우징 커버(121)는 커버 본체(121A), 끼움 돌기(121B), 중공부(121C) 및 터미널 커버(121D)를 포함한다. 압입링(122)이 결합되는 위치인 동시에 커버 본체(121A)의 내측면이 되는 안착공간(121E)이 형성되어 있다. 코일 연결부(121F)는 커버 본체(121A)의 하부면 쪽으로 복수 개의 구멍 형상으로 되어 있는데, 코일 연결부(121F)의 안쪽에는 버스바(123)의 코일 결합부(123A)가 위치하고 있다. 코일 결합부(123A)에는 스테이터 어셈블리(20)에 권선되어 있는 코일(도시되지 않음 )이 전기적으로 연결된다. 이러한 코일과 코일 결합부(123A)의 연결은 코일 연결부(121F)에서 이루어진다.
하우징 커버(121)의 상부에 중공부(121C)의 둘레에는 상부로 돌출된 링 형상의 돌출 링(121G)이 형성되어 있다. 이 돌출 링(121G)은 브레이크 시스템(도시되지 않음)에 본 발명에 따른 중공축 모터(100)가 설치될 때, 정확한 위치를 잡아주면서 스크류 샤프트(10)가 정확한 중심을 유지하여 브레이크 시스템에 결합될 수 있도록 한다.
압입링(122)은 상부 베어링(13)이 견고하게 결합될 수 있도록 금속 재질로 형성되며, 하우징 커버(121)와 인서트 사출에 의해 하나의 부품처럼 결합된다. 압입링(122)은 압입링 본체(122A)와 압입링 본체(122A)의 측면에 관통하여 형성된 복수 개의 고정홀(122B)로 이루어진다. 압입링 본체(122A)의 내측면에는 상부 베어링(13)의 외륜이 결합된다. 고정홀(122B)는 수지 용융물이 관통하여 압입링(122)이 하우징 커버(121)와 잘 결합되도록 한다.
버스바(123)는 같은 상의 코일을 서로 전기적으로 연결하여 외부 전원을 공급받을 수 있도록 한 전도성 재질을 갖는다. 버스바(123)는 링 형상으로부터 방사상으로 돌출되어 형성된 복수 개의 코일 결합부(123A)와, 외부 전원을 연결하기 위한 버스바 터미널(123B)을 포함한다. 버스바(123)는 코일 결합부(123A)와 버스바 터미널(123B)의 일부를 제외하고는 인서트 사출 금형에서 프리 몰드(125)와 일체로 사출성형된다. 버스바(123)의 상세한 구성은 아래 도 7 및 도 8을 참조하여 다시 설명한다. 프리 몰드(125)는 복수 개의 버스바(123)의 위치를 정확하게 유지하여 주며, 버스바(123) 상부에 링 형상으로 형성된다. 링 형상의 프리 몰드(125)의 상부에는 복수 개의 결합 돌출부(125A)가 상부로 돌출되어 형성되며, 결합 돌출부(125)는 하우징 커버(121)에 형성된 복수의 결합 구멍(I)에 삽입된다. 또한, 프리 몰드(125)의 일측에 상측으로 돌출되면서 버스바 터미널(123B)의 일부를 덮는 터미널 지지부(125B)를 갖는다. 따라서, 프리 몰드(125)를 통해 버스바(123)가 하우징 커버(121)의 하부 내측의 프리 몰드 안착부(H)에 정확한 위치로 쉽게 결합될 수 있어 작업성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
슬리브(124)는 원통형으로 상하부가 관통된 형상을 가지며, 슬리브(124)의 상부에는 방사상으로 연장된 플랜지(124A)가 형성된다. 플랜지(124A)는 하우징 커버(121)의 중공부(121C)의 상부 쪽에 위치하며, 플랜지(124A)는 하우징 커버(121)를 이루는 플라스틱 수지에 감싸여지는 구조를 갖는다. 슬리브(124)의 내부 공간에는 피스톤(도시되지 않음)의 상하 작동을 위한 스크류 샤프트(10) 및 볼 너트(17)가 위치한다.
슬리브(124)의 하부에는 내측으로, 즉 스크류 샤프트(10) 쪽으로 절곡되며, 말단 부분은 상부 쪽으로 절곡되는 내측 상향 절곡부(124B)가 형성된다. 내측 상향 절곡부(124B)의 단면 형상은 도 3에서와 같이 "J"자 형상과 같이 절곡된다. 이를 통해 볼 너트(17)하 하단에 위치할 때 슬리브(124) 내측에 끼이는 것을 방지하고 볼 너트(17)의 하단이 슬리브(124) 하부 말단에 부딪히면서 발생하는 충격을 흡수하도록 할 수 있다. 또한, 볼 너트(17)에 도포된 그리스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 중공축 모터의 버스바(123)를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 중공축 모터의 버스바(123)를 펼쳐서 나타낸 사시도이다. 도 7과 도 8을 함께 참조하면, 본 발명의 버스바(123)는 원형으로 구부려 형성되는 버스바 본체(123-1), 버스바 본체(123-1)에 형성되어 코일과 전기적으로 연결되기 위해 구부려지는 복수 개의 코일 결합부(123A), 버스바 본체(123-1)의 일단에 형성되어 외부 전원과 전기적으로 연결되기 위한 버스바 터미널(123B), 버스바 터미널(123B)을 버스바(123)의 상부로 돌출시키기 위해 절곡되는 부분인 제1 벤딩부(123C), 버스바 터미널(123B)을 버스바 본체(123-1)의 원형의 외측 부분으로 위치시키기 위해 구부려지는 부분인 제2 벤딩부(123D)를 포함한다. 도 5 및 도 6에서 버스바(123)는 3개로 도시되어 있는데, 3상 브러쉬리스 모터의 경우 U, V, W의 3상을 3개의 버스바(123)가 각각 결선하고 있다. 또한, 코일 결합부(123A)는 각 상에 4개씩 총 12개가 형성되는데 코일이 권선되는 슬롯의 갯수가 12개인 모터이기 때문이다. 이러한 버스바(123)나 코일 결합부(123A)의 갯수는 모터의 종류나 사양에 따라 달라질 수 있다.
버스바(123)는 전기 강판과 같은 얇은 철판을 모재로 하여 프레스 가공에 의해 타발하여 제조하기 때문에, 버스바(123)가 일자 형상을 가지면 같은 면적의 모재에서 L자 형상을 가질 때보다 더 많은 양의 버스바(123)를 생산할 수 있다. 그러므로, 본 발명에서 버스바(123)는 도 8의 일자 형태의 버스바(123)를 구부려서 도 7과 같은 형상으로 제조한다. 버스바 터미널(123B)은 버스바 본체(123-1)의 대각선 방향으로 형성된 제1 벤딩부(123C)를 절곡하여 버스바 본체(123-1)의 상부로 돌출되도록 형성된다. 이 때, 제1 벤딩부(123C)의 절곡된 부분은 재료가 겹쳐진 부분인 겹침부(123C')가 형성된다.
이러한 구조를 통해, 버스바(123)를 제조할 때 버려지는 스크랩의 양을 줄일 수 있고, 또한 버스바(123)의 표면을 전도성 금속으로 도금처리하는 경우 같은 시간에 더 많은 양의 버스바를 도금처리할 수 있으므로 생산성과 제조 비용이 절감된다.
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 주의하여야 한다. 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 스크류 샤프트 11 : 모터 하우징
12 : 하우징 커버 어셈블리 13 : 상부 베어링
14 : 하부 베어링 15 : 리어 커버
16 : 잠금 너트 17 : 볼 너트
20 : 스테이터 어셈블리 21 : 스테이터 코어
22 : 상부 인슐레이터 23 : 하부 인슐레이터
30: 로터 어셈블리 31 : 중공축
32: 로터 코어 33 : 마그넷
34 : 로터 캔 100 : 중공축 모터
111 : 몸체부 112 : 내부 공간부
112A : 끼움 홈 113 : 플랜지부
114 : 저면부 115 : 하부 돌출부
115A : 컬링부 116: 하부 베어링 결합부
117: 굽힘 절곡부 121 : 하우징 커버
121A : 커버 본체 121B : 끼움 돌기
121C : 중공부 121D : 터미널 커버
121E : 안착공간 121F : 코일 연결부
121G : 돌출 링 121H : 프리 몰드 안착부
121I : 결합 구멍 122 : 압입링
122A : 압입링 본체 122B : 고정홀
123 : 버스바 123-1 : 버스바 본체
123A : 코일 결합부 123B : 버스바 터미널
123C : 제1 벤딩부 123C' : 겹침부
123D : 제2 벤딩부
124 : 슬리브 124A : 플랜지
124B : 내측 상향 절곡부 125 : 프리 몰드
125A : 결합 돌출부 125B : 터미널 지지부
151 : 커버부 152 : 플랜지부
311 : 중공축 하우징 312 : 상부 베어링 결합홈
313 : 상부 단차부 314 : 하부 단차부
315: 축경부 316: 하부 베어링 지지부

Claims (5)

  1. 원통 형상의 모터 하우징(11);
    상기 모터 하우징(11)의 상부에 결합되는 하우징 커버 어셈블리(12);
    상기 모터 하우징(11)의 내부에 위치하고 상기 하우징 커버 어셈블리(12)의 하부에 위치하는 스테이터 어셈블리(20);
    상기 스테이터 어셈블리(20)의 내부에 위치하여 회전하는 로터 어셈블리(30);
    상기 로터 어셈블리(30)와 결합되어 함께 회전하는 스크류 샤프트(10); 및
    상기 스크류 사프트(10)에 결합되어 상부 및 하부로 이동하는 볼 너트(17);
    를 포함하여 이루어지고, 상기 하우징 커버 어셈블리(12)는 상기 스크류 샤프트(10)가 내부에 위치하도록 하부로 연장된 슬리브(124)를 구비한 하우징 커버(121)를 포함하며,
    상기 슬리브(124)의 하단에는 내측으로 절곡되어 상부로 향하는 내측 상향 절곡부(124B)가 형성된 것을 특징으로 하는 중공축 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볼 너트(17)의 외주면에는 외주 방향으로 돌출된 최소한 하나 이상의 돌출부(17A)가 형성되며,
    상기 돌출부(17A)가 삽입되는 슬릿(18A)이 형성된 댐퍼(18)가 상기 볼 너트(17)에 결합되는 것을 특징으로 하는 중공축 모터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징 커버(121)에는 복수 개의 버스바(123)를 인서트 사출 금형에서 일체로 성형한 프리 몰드(125)가 결합되고,
    상기 프리 몰드(125)의 상부에는 복수 개의 결합 돌출부(125A)가 형성되어, 상기 하우징 커버(121)에 형성된 복수 개의 결합 구멍(121I)에 상기 결합 돌출부(125A)가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 중공축 모터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하우징 커버(121)는 복수 개의 버스바(123)를 포함하고,
    상기 버스바(123)는
    원형으로 구부려 형성되는 버스바 본체(123-1);
    상기 버스바 본체(123-1)에 형성되어 코일과 전기적으로 연결되기 위해 구부려지는 복수 개의 코일 결합부(123A);
    상기 버스바 본체(123-1)의 일단에 형성되어 외부 전원과 전기적으로 연결되기 위한 버스바 터미널(123B); 및
    상기 버스바 터미널(123B)을 버스바(123)의 상부로 돌출시키기 위해 절곡되는 부분인 제1 벤딩부(123C);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공축 모터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 버스바 터미널(123B)을 상기 버스바 본체(123-1)의 원형의 외측 부분으로 위치시키기 위해 구부려지는 부분인 제2 벤딩부(123D)가 상기 버스바 본체(123-1)에 형성되는 것을 특징으로 하는 중공축 모터.
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